KR102001706B1 - 압축 공기 공급 시스템, 공압 시스템 및 압축 공기 공급 시스템 및/또는 공압 시스템 작동 방법 - Google Patents

압축 공기 공급 시스템, 공압 시스템 및 압축 공기 공급 시스템 및/또는 공압 시스템 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공압 조립체, 특히 차량의 에어 스프링 조립체를 작동시키기 위한 압축 공기 공급 조립체에 관한 것으로서, 이 압축 공기 공급 조립체는
- 압축 공기 공급부(1);
- 공압 조립체(90)에 대한 압축 공기 연결부(2);
- 외부에 대한 퍼지 연결부(3);
- 압축 공기 공급부(1)와 압축 공기 연결부(2) 사이에 배치되며 에어 드라이어(61)를 포함하는 공압 메인 라인(60);
- 압축 공기 연결부(2)와 퍼지 연결부(3) 사이의 퍼지 라인(2); 및
- 퍼지 밸브(71)를 제어하기 위한, 제어 밸브(81)를 갖는 솔레노이드 밸브 장치(80)를 포함하되, 제어 밸브(81)는 퍼지 밸브(71)의 압력 제어 연결부(71S)에 연결된 공압 제어 라인(110) 내의 제어 밸브 연결부(X2, Y2)에 연결되며, 퍼지 밸브(71)는 퍼지 라인(70) 내의 퍼지 밸브 연결부(X1, Y1)에 연결된다.
본 발명에 따르면, 압력 유지 공압 장치(120)는 공압 제어 라인(110)에 연결되며, 이 압력 유지 공압 장치는 퍼지 라인(70) 내의 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 연결부(X1, Y1)가 열릴 때 퍼지 라인(70) 및/또는 공압 메인 라인(60) 내의 압력과 관계없이 압력 제어 연결부(71S)에서 제어 압력을 유지하기 위하여 조정된다.

Description

압축 공기 공급 시스템, 공압 시스템 및 압축 공기 공급 시스템 및/또는 공압 시스템 작동 방법{Compressed air supply system, pneumatic system and method for operating a compressed air supply system and/or a pneumatic system}
본 발명은 청구항 1항의 전제부에 따른 압축 공기 공급 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 압축 공기 공급 조립체를 갖는 공압 시스템에 관한 것이다. 더욱이 본 발명은 압축 공기 공급 조립체 제어 방법, 특히 공압 조립체 작동 방법에 관한 것이다.
압축 공기 공급 조립체는 특히 압축 공기를 차량의 에어 스프링 조립체에 공급하기 위하여 모든 종류의 차량 내에서 사용된다. 에어 스프링 조립체는 또한 레벨 제어 장치를 포함하며, 차량 차축과 차량 상부 구조 사이의 거리는 이 레벨 제어 장치로 조정될 수 있다. 위에서 인용된 공압 시스템의 에어 스프링 조립체는 공통 라인(갤러리)에 공압적으로 연결된 다수의 에어 벨로우즈를 포함한다. 에어 벨로우즈는 채움 레벨이 증가함에 따라 차량 상부 구조를 들어올릴 수 있고 또한 채움 레벨이 감소함에 따라 차량 상부 구조를 낮출 수 있다. 차량 차축과 차량 상부 구조 사이의 거리 또는 최저 지상고(ground clearance)가 증가함에 따라 차량 상부 구조와의 접촉 없이도 스프링 활주(spring travel)는 더 길어지고 더 큰 지면 불균일은 극복될 수 있다. 이러한 시스템은 비포장 도로 차량 그리고 스포츠형 다목적 차량(SUV) 내에 사용된다. 매우 강력한 엔진을 갖는 SUV에서, 차량에 먼저 포장 도로 상에서의 고속 주행을 위하여 먼저 비교적 낮은 최저 지상고를 제공하고 두 번째로는 비포장 도로 사용을 위하여 비교적 높은 최저 지상고를 제공하는 것이 바람직하다. 더욱이, 최저 지상고의 변화를 가능한 한 빨리 실행하는 것이 바람직하며, 이는 압축 공기 조립체의 속도, 유연성 그리고 신뢰성과 관련하여 요구 조건을 증가시킨다.
공압 조립체, 예를 들어 위에서 설명된 에어 스프링 조립체를 갖는 공압 시스템 내에서의 사용을 위한 압축 공기 공급 조립체는 압축 공기 공급부로부터의, 예를 들어 5 내지 20 바 압력 범위 내의 압축 공기로 작동된다. 압축 공기는 에어 컴프레서, 예를 들어 컴프레서 블로어 또는 적용 가능한 경우 이중 컴프레서 블로어에 의하여 공기 공급부로 제공된다. 공압 조립체를 공급하기 위하여, 압축 공기 공급부는 압축 공기 연결부와 공압적으로 연결되며, 다른 측부 상에서는 퍼지 연결부(purge connection)와 공압적으로 연결된다. 퍼지 밸브 장치를 형성하는 솔레노이드 밸브 장치를 통하여 공기가 하나 이상의 퍼지 연결부로 빠져나가는 것을 허용함으로써 압축 공기 공급 조립체는 외부로 퍼지될 수 있다.
압축 공기 공급 조립체의 장시간 작동을 보장하기 위하여, 이 조립체는 에어 드라이어를 가지며, 시스템으로 공급된 압축 공기는 이 에어 드라이어로 건조된다. 이는 비교적 저온에서의 밸브에 손상을 입히는 결정 형성을 야기할 수 있고 또한 압축 공기 공급 조립체 내 그리고 공압 조립체 내에 바람직하지 않은 결함을 야기할 수 있는 공압 시스템 내에서의 수분의 축적을 방지한다. 에어 드라이어는 건조 매체, 보통 과립화 벌크 제품을 가지며, 압축 공기는 건조 매체를 통과할 수 있어 비교적 높은 압력에서 과립은 압축 공기에 함유되어 있는 수분을 흡수할 수 있다. 적용 가능한 경우, 에어 드라이어는 재생식 에어 드라이어로 설계될 수 있다. 각 퍼지 사이클에서 비교적 낮은 압력에서 에어 서스펜션 시스템으로부터의 건조된 압축 공기가 충진 방향에 대하여 역방향으로 또는 동일한 방향으로 과립을 통하여 흐를 수 있다는 점에서 위의 과정은 이루어질 수 있다. 이를 위하여 퍼지 밸브 장치는 열릴 수 있다. 압력 변화 흡수로서 알려진 이러한 응용을 위하여, 압축 공기 공급 조립체를 유연하게 그리고 동시에 신뢰할 수 있게 설계하여 에어 드라이어의 재생에 충분한 압력 변화를 갖고 있음에도 불구하고 신속한 퍼지를 허용하는 것이 바람직하다는 것이 입증되어 왔다. 특히 이 상황들을 고려하여, 압축 공기 공급 조립체를 위하여 비교적 신뢰할 수 있게 그리고 효과적으로 퍼지 공정을 수행하는 것이 바람직한 것으로 입증되고 있다; 결과적으로 이는 가능한 한 큰 퍼지 압력 진폭(pressure amplitude), 즉 작동 압력에서 퍼지 압력까지의 퍼지 압력 진폭으로써 달성할 필요를 초래하며, 여기서 그럼에도 불구하고 제조 단계에서 솔레노이드 밸브 장치의 요소는 규격이 크거나 지나치게 복잡해서는 안된다.
-제어 밸브를 갖지 않은- 소위 직접 퍼지 회로는 제어 및 퍼지 밸브를 갖는 위에서 언급된 솔레노이드 밸브 장치의 불필요한 기능을 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 직접 퍼지 회로에서, 빠른 퍼지를 허용하기 위하여 퍼지 밸브의 공칭 폭은 비교적 크게 설계되어야 하나, 동시에 퍼지 밸브를 위한 자기 코일의 전류 흡수에 의하여 제한되며, 따라서 결국에는 단지 제한된 전환 압력 차이만이 이루어질 수 있다.
EP 1 165 333 B2 는 원칙적으로 처음에 인용된 형태의 압축 공기 공급 조립체의 비교적 간단한 구성을 개시하고 있으며, 이 압축 공기 공급 조립체는 퍼지 밸브를 제어하기 위하여 제어 밸브를 갖는 솔레노이드 밸브 장치를 포함한다. 제어 밸브는 제어 라인 내에서 밸브 연결부와 연결되며, 제어 라인은 퍼지 밸브의 압력 제어 연결부에 연결된다. 퍼지 밸브는 퍼지 라인 내에서 밸브 연결부와 연결된다. 원칙적으로 급격한 퍼지 전환을 허용하는 이 압축 공기 공급 조립체 또는 유사한 압축 공기 공급 조립체는 기본적인 구조에 있어 성공적인 것으로 입증되어 왔다. 제어 밸브는 일반적으로 3/2-웨이 밸브로서 형성되며 공압 메인 라인의 에어 벨로우즈에 의하여 또는 이로부터 얻어진 제어 압력에 의하여 전환된다. 퍼지 밸브의 압력 제어 연결부로 전달될 수 있는 제어 압력은 퍼지 라인 내의 퍼지 밸브의 밸브 연결부의 열림을 작동시키고 따라서 압축 공기 공급 조립체의 퍼지를 시작한다.
이러한 기본적인 개념을 따르는, 예를 들어 DE 102 23 405 B4 또는 EP 0 978 397 B1 또는 DE 10 2009 029 898 A1에서와 같은 모든 압축 공기 공급 조립체의 단점은 퍼지 밸브의 릴레이 피스톤이 정상적으로 밸브 스프링에 의하여 제공된 닫힘 유지력을 필요로 하며 따라서 잔류 압력 -그리고 대응하는 선-제어 압력(pre-control pressure)-이 퍼지 밸브의 릴레이 피스톤을 위하여 시스템 내에 비축되어 있어야 한다는 것이다. 밸브 스프링의 닫힘 유지력은 예를 들어 에어 컴프레서가 비교적 높은 압력에 대항하여 전달할 수 있도록 요구된다. 또한 퍼지 밸브의 열림 작용은 잔류 압력을 위하여 고려되어야만 한다. 솔레노이드 밸브 장치의 기본적인 퍼지 기능을 제공할 수 있도록 하기 위하여 이 환경들은 규칙적으로 선-제어 압력을 구성하는데 필요한 최소한의 벨로우즈 압력, 예를 들어 1 또는 수 바(bar) 범위의 벨로우즈 압력의 보존을 야기한다. 잔류 압력은 1 또는 2 내지 3 바의 범위 내에 있을 수 있으며 따라서 압축 공기 공급 조립체의 설계에서 3 바 이상의 벨로우즈 압력을 위한 압력 하한가가 한정되어야 한다. 이러한 설계에도 불구하고, 작동 환경에 따라, 부분적으로 닫혀진 밸브 횡단면이 발생할 수 있다; 결과적으로 이는 에어 드라이어 내의 현저하게 감소된 재생 작용을 야기할 수 있고 그리고 이러한 이유로 불안정한 시스템 작동 상태를 야기할 수 있다.
현 시점에서 본 발명이 사용되며, 본 발명의 목적은 장치, 특히 압축 공기 공급 조립체 그리고 압축 공기 공급 조립체를 갖는 공압 시스템을 특정하는 것이며, 압축 공기 공급 조립체는 제어 밸브와 퍼지 밸브를 갖는 솔레노이드 밸브 장치에 기초하여 개선된 기능, 특히 개선된 퍼지 기능을 제공한다. 특히, 비교적 높은 압력 진폭으로 퍼지 기능이 가능하다.
특히 그럼에도 불구하고, 압축 공기 공급 조립체 내의 솔레노이드 밸브 장치는 비교적 간단하게 그리고 속성 기능을 갖고 설계될 수 있다; 특히, 기능 악화의 가능성은 크게 방지 또는 감소된다. 특히, 본 발명의 목적은 이전에 사용 중인 시스템의 비교적 간단한 변형에 의하여, 특히 초기에 언급된 급속 퍼지 시스템 그리고 해당되는 경우 예를 들어 공압 조립체 또는 제어 전자 장치와 같은 압축 공기 공급 조립체의 주변 요소의 비교적 간단한 변형에 의하여 달성된다.
본 발명의 목적은 또한 압축 공기 공급 조립체 및/또는 공압 조립체의 작동을 위한, 특히 제어를 위한 적절한 방법을 특정하는 것이다.
한 장치에 따르면, 위의 목적은 처음에 언급된 형태의 압축 공기 공급 조립체에 의한 본 발명에 의하여 이루어지며, 본 발명에 따르면 청구항 1항의 특징부의 특징들이 압축 공기 공급 조립체 내에 제공된다. 본 발명에 따르면, 압력 유지 공압 장치가 제어 라인에 연결된 구조가 제안되며, 이 장치는 퍼지 라인 및/또는 공압 메인 라인 내의 압력에 관계없이, 퍼지 라인 내의 퍼지 밸브의 퍼지 밸브 연결부가 열릴 때 압력 제어 연결부에서 제어 압력을 유지하기 위해 조정된다. 제어 라인에 대한 연결부는 또한 제어 라인 내의 연결부를 포함한다. 연결부를 갖는 압력 유지 공압 장치는 단지 하나의 연결부로 제어 라인에 연결될 수 있다; 이 정도로 압력 유지 공압 장치는 일방적으로, 경우에 따라 예를 들어 압력 어큐뮬레이터, 압력 리저버(pressure reservoir) 또는 벨로우즈 또는 컴프레서 블로어와 연결될 수 있다. 또한 압력을 유지하기 위하여 2개 이상의 연결부를 갖는 공압 장치는 2개의 연결부 또는 해당되는 경우 다수의 연결부를 갖는 제어 라인에 연결될 수 있다; 이 정도로 공압 장치는 경우에 따라 예를 들어 밸브, 특히 2/2-웨이 밸브로 양 방향으로 제어 라인에 통합된다. 밸브는 또한 제어 라인과 연결되지 않은, 경우에 따라 예를 들어 3/2-웨이 밸브를 갖는 다른 연결부를 포함할 수 있다.
장치와 관련하여, 이 목적은 청구항 9항의 공압 시스템에 의한 본 발명에 의하여 달성된다. 특히 본 발명은 본 발명에 따른 압축 공기 공급 조립체 그리고 에어 스프링 조립체 형태의 공압 조립체를 갖는 공압 시스템 내에서 적합한 것으로 입증되었다. 여기서, 에어 스프링 조립체는 갤러리와 공압적으로 연결된 적어도 하나의 분기 라인을 갖는 갤러리를 포함하며, 벨로우즈 및/또는 압력 어큐뮬레이터 및/또는 방향 밸브는 벨로우즈 및/또는 압력 어큐뮬레이터 앞에 배치된다.
방법과 관련하여, 이 목적은 청구항 10항에 따른 방법과 함께 본 발명에 의하여 이루어진다. 본 발명에 따른 방법은,
- 퍼지 밸브의 압력 제어 연결부에서 제어 압력을 강화하는 단계;
- 퍼지 밸브의 밸브 연결부를 퍼지 라인으로 여는 단계; 및
- 퍼지 밸브의 밸브 연결부가 열릴 때, 퍼지 라인 및/또는 공압 메인 라인 내의 압력과 관계없이 퍼지 밸브의 압력 제어 연결부에서 제어 압력을 유지하는 단계를 제공한다.
본 발명은 압축 공기 공급 조립체 내의 퍼지 밸브를 제어하기 위하여 제어 밸브를 갖는, 처음에 언급된 솔레노이드 밸브 장치가 원칙적으로 성공적인 것으로 입증되었다는 고려 사항을 기초로 한다. 퍼지 밸브의 압력 제어 연결부에서의 제어 압력을 이루기 위하여 공압 메인 라인 내에 존재하는 벨로우즈 압력을 사용하는 것은 매우 적절하지만, 잔류 유지 압력, 특히 잔류 벨로우즈 압력의 초기에 언급된 문제점과 관련하여 장애 요인일 수 있다. 드라이어를 재생하기 위하여 특별하게 효과적인 압력 변화 흡수 또는 에어 스프링 조립체 내의 높은 스프링 진폭(spring amplitude)이 이루어지거나 최적화된다면, 이 정도로 필요한 잔류 유지 압력은 제한적인 효과를 가질 수 있다. 본 발명은, 특별하게 신속한 퍼지 기능이 이루어진다면 압축 공기 공급 조립체의 퍼지 기능을 위하여 선행 기술에서 요구된 바와 같이 잔류 유지 압력에 관한 수단이 해당되는 경우에 저해 요인일 수 있다는 고려 사항을 기초로 한다. 그럼에도 불구하고, 신속한 퍼지 기능을 유지하기 위하여 퍼지 밸브를 제어하기 위한 제어 밸브를 갖는 솔레노이드 밸브 장치의 간단한 구조는 과도하게 복잡해져서는 안되며 또한 비교적 간단하게 유지되어야 한다.
이 고려 사항들을 기초로 하여, 본 발명에 따르면 제어 라인에 연결된 압력 유지 공압 장치를 제공하는 것이 가능하고 그로 인하여 벨로우즈 압력으로부터 제어 압력을 이루는 것이 불필요하다는 것을 본 발명자들은 알게 되었다. 더 정확하게는 본 발명에 따르면, 본 발명은 압력 유지 공압 장치를 제공하며, 이 장치는 퍼지 라인 내의 퍼지 밸브의 밸브 연결부가 열릴 때 압력 제어 연결부에서 제어 압력을 유지시키기 위해서뿐만 아니라 무엇보다도 퍼지 라인과 공압 메인 라인 내의 압력에 관계없이 이 제어 압력을 유지시키기 위하여 조정된다.
벨로우즈 압력과 관계없이 이 정도로 기능을 수행하는 압력 유지 공압 장치의 이 개념은 비교적 높은 압력 변화 진폭 및 신속한 퍼지 기능을 이루기 위한 설계 가능성과 관련하여 성공적으로 입증되어 왔다. 또한 솔레노이드 밸브 장치에 더하여 그리고/또한 솔레노이드 밸브 장치, 특히 제어 밸브의 변형과 함께 제어 라인 내의 압력 유지 공압 장치는 비교적 간단하게 그리고 이전에 공지된 솔레노이드 밸브 장치의 과도한 변형 없이 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 종속항에 주어져 있으며, 그리고 과제의 부분으로서 그리고 다른 이점과 관련하여 위에서 설명된 개념을 실행하기 위한 유리한 가능성을 상세하게 특정한다.
바람직하게는 적절한 압력 유지 수단이 압력 유지 공압 장치 내에 제공되며, 이 압력 유지 공압 장치는 바람직하게는 솔레노이드 밸브 장치의 비교적 간단한 변형에 의하여 그리고/또는 예를 들어 공압 조립체와 같은, 압축 공기 공급 조립체의 주변 요소의 공압 요소를 이용하여 실행될 수 있다. 압력 유지 수단은 원칙적으로 일정한 압력을 유지하는 모든 수단 또는 일정한 압력을 이루기 위한 수단이다. 일정한 압력은 벨로우즈 압력과 관계없는, 특히 퍼지 라인과 공압 메인 라인 내의 압력과 관계없는 압력이다.
특히, 간단히 말하면, 개념은 압력 유지 수단을 갖는 압력 유지 공압 장치를 제공할 수 있다. 여기서, 압력 유지 수단은 퍼지 밸브의 압력 제어 연결부에서 제어 압력을 구성할 수 있으며 제어 압력으로써 일정한 압력을 제공할 수 있고 또한 벨로우즈 압력과 관계없이 실행될 수 있다. 특히, 공압 차단 수단은 특정 제어 압력이 강화된 후의 제어 라인 및/또는 벨로우즈 압력과 관계없이 제어 라인에 비교적 일정한 압력을 제공할 수 있는 공압원을 차단하기에 적합하다.
특별한 바람직한 개선에서, 퍼지 라인 내의 퍼지 밸브의 밸브 연결부가 열려 퍼지 라인 및/또는 공압 메인 라인 내의 압력이 잔류 유지 압력 이하로 가변적으로 떨어질 수 있을 때 압력 유지 공압 장치는 조정되어 압력 제어 연결부에서 압력을 유지한다. 특히, 잔류 유지 압력은 퍼지 밸브의 퍼지 밸브 스프링에 의하여 미리 정의된 잔류 압력이다. 이 개선은 특히 제어 압력이 가변적으로 조정, 즉 특히 벨로우즈 압력과 관계없이 그리고 특히 잔류 압력 이하의 범위 내에서 조정되는 것을 허용한다. 마지막으로, 이는 다른 바람직한 개선에서 사용될 수 있어 압축 공기 공급 조립체의 퍼지가 주위 압력으로 떨어지는 것을 허용한다. 바람직하게는 개선은 퍼지 라인 내의 퍼지 밸브의 밸브 연결부가 열려 퍼지 라인 및 공압 메인 라인 내의 압력이 사실상 주위 압력으로 떨어질 수 있을 때 압력 제어 연결부에서 압력을 유지하도록 압력 유지 공압 장치가 조정된다는 점을 제공한다.
특히 바람직한 개선 변형의 부분으로서, 압력 유지 공압 장치가 제어 밸브 자체를 갖고 형성될 수 있다. 개선 변형의 맥락에서, 제어 밸브 자체가 특히 3/2-웨이 밸브로부터의 변경에 의하여 비교적 쉽게 변형될 수 있다는 것이 알게 되었다. 특히, 제어 밸브로서의 3/2-웨이 밸브의 이점은 제어 밸브의 간략화된 기계적 설계를 위하여 생략될 수 있다. 특히 개선 변형의 부분으로서, 제어 밸브는 바람직하게는 제어 라인 내에서 연결된 2개의 밸브 연결부를 가질 수 있다. 바람직하게는, 제어 밸브는 외부에 대한 밸브 연결부를 갖지 않는다. 특히, 제어 밸브는 2/2-웨이 밸브로서 형성된다. 개선 변형은 제어 라인이 또한 공압 제어 라인 내로 그리고 에어 드라이어를 통하여 퍼지될 수 있다는 지식을 따른다. 솔레노이드 밸브 장치는 비교적 간단하고 그리고 빠른 전환 설계일 수 있다.
특히, 전자기적 기능 및/또는 제어 밸브를 위한 제어 공정은 개선된 방식으로 확장되어 변형에 따른 유리한 압력 유지 공압 장치를 형성할 수 있다. 즉, 제어 밸브는 적절한 전자기 구간 제어 기능을 갖고 개선된다. 특히, 제어 밸브가 전자기적으로 구간 제어 가능(interval-controllable)하게 형성되는 것이 유리한 것으로 입증되고 있다. 여기서 용어 "구간 제어 가능(interval-controllable)"은 제어 밸브의 열림 및 닫힘 과정이 거의 일시적으로 잇달아 일어나 - 특히, 제어 펄스 페어; 즉, 예를 들어 자기 코일로의 전류를 위한 연결 및 차단 과정의 조합에 의하여 시작되어 - 즉, 퍼지 밸브의 압력 제어 연결부에서 충분한 제어 압력이 강화될 수 있고 그 직후에 제어 연결부에 연결된 제어 라인의 제 2 부분이 닫힐 수 있는 것을 의미한다. 제어 밸브의, 예를 들어 위에서 설명된 2/2-웨이 밸브의 이러한 (구간 제어 기능으로서 알려진) 제어의 부분으로서, 퍼지 밸브의 밸브 연결부가 열릴 때 -퍼지 라인과 공압 메인 라인 내의 압력과 관계없이- 제어 압력은 퍼지 밸브의 압력 제어 연결부에서 유지될 수 있다.
특히 개선 변형은 전자기 구간 제어 기능에 의하여, 제어 구간의 시작에서 제어 라인으로의 퍼지 밸브의 압력 제어 연결부에서 제어 압력을 강화하기 위하여 제어 밸브의 2개의 밸브 연결부는 열려야 하며; 제어 구간의 종료시에 압력 제어 연결부에서의 제어 압력을 유지하기 위하여 2개의 밸브 연결부는 닫혀야 한다는 특징을 제공한다. 간단히 말하면, 제어 밸브, 바람직하게는 2/2-웨이 밸브 형태의 제어 밸브는 솔레노이드 밸브로서 형성되며, 또한 제어 구간을 제한하는 제어 펄스 페어(control pulse pair)에 의하여 제어되어 제어 밸브는 제어 구간의 시작에서 열리고 제어 구간의 종료 시점에서 닫힌다. 제어 구간의 기간은 제어 압력을 강화시키기에 충분해야 하며 바람직하게는 실질적으로 1초 이하에 있을 수 있다.
개선 파생 기술의 문맥에서, 제어 압력은 적절한 일정한 압력원에 의하여 제공될 수 있다; 제어 압력은 예를 들어 압력 어큐뮬레이터 또는 벨로우즈 또는 유사한 리저버로 이어지는 분기 라인으로부터 또는 예를 들어 에어 컴프레서에 의하여 제공된 리저버 자체로부터 분기될 수 있으며, 특히 에어 컴프레서의 작동 동안에 메인 공압 라인으로부터 직접적으로 분기될 수 있다.
개선 변형의 제 1 파생 기술로서, 제어 라인은 압력 어큐뮬레이터에 연결될 수 있으며, 특히 바람직하게는 압력 어큐물레이터로 이어지는 어큐뮬레이터 분기 라인으로부터 직접적으로 분기될 수 있다. 압력 어큐뮬레이터는 퍼지 라인 및 공압 메인 라인 내의 압력과 관계없이 비교적 작은 복잡함으로 제어 압력이 형성되는 것을 허용한다. 퍼지 라인 내의 퍼지 밸브의 밸브 연결부가 열릴 때, 메인 라인 그리고 퍼지 라인, 특히 가변적인 잔류 압력을 갖는 벨로우즈는 특히 주위 압력으로 퍼지될 수 있다.
개선 변형의 제 2 파생 기술로서, 제어 라인은 벨로우즈에 연결될 수 있으며, 특히 바람직하게는 벨로우즈로 이어지는 벨로우즈 분기 라인으로부터 직접적으로 분기될 수 있다.
어큐뮬레이터 분기 라인 및/또는 벨로우즈 분기 라인 또는 압력 어큐뮬레이터 및/또는 벨로우즈는 바람직하게는 공압 시스템의 공압 조립체의 구성 요소이다. 이는 기존의 사용 중인 공압 라인 시스템에 대한 변형이 비교적 쉽게 실행될 수 있거나 또는 이전 공압 라인을 이용하여 구성될 수 있다는 이점을 갖는다. 특히, 압력 어큐뮬레이터에 연결되고 공압 메인 라인에 대한 연결부를 갖고 있지 않는 제어 라인이 제공된다.
제 3 파생 기술로서, 제어 라인이 바람직하게는 에어 컴프레서 및/또는 벨로우즈 및/또는 압력 어큐뮬레이터에 전환 가능하게 연결된 것이 유리한 것으로 입증되어 왔다. 특히, 제어 라인은 에어 컴프레서에 직접적으로 그리고/또는 에어 컴프레서에 바람직하게는 직접적으로 연결된 분기 라인에 직접적으로 연결될 수 있다. 동일한 구조가 벨로우즈 및/또는 압력 어큐뮬레이터에 대한 연결부에 적용된다. 제어 라인은 또한 바람직하게는 공압 메인 라인으로부터 직접적으로 분기될 수 있다. 제 3 파생 기술의 부분으로서, 한정된 제어 압력을 강화하기 위하여 메인 라인을 통하여 특히 에어 컴프레서의, 즉 압축 공기 공급부로부터의 압력 진폭이 사용될 수 있다는 것이 알게 되었다. 여기서, 예를 들어 제어 구간의 구간 길이의 미리 한정된 확정(establishment) 및/또는 컴프레서 움직임에 의하여 제어 압력 상황을 종속적으로 한정하기 위한 다양한 부가적인 유리한 가능성이 발생한다. 바람직하게는, 방향 밸브, 특히 압력 어큐뮬레이터 및/또는 벨로우즈 및/또는 컴프레서 앞에 배치된 방향 밸브를 개방함으로써 메인 공압 라인은 리저버 압력으로 채워질 수 있다. 유리하게는 부가적인 리저버 분기 라인이 생략될 수 있다.
위의 3가지 파생 기술 및 그들의 실시예는 단독으로 또는 조합되어 실행될 수 있다.
특히, 변형된 개념에 따른 방법은,
- 적절한 일정한 압력원 형태의 압력 유지 공압 장치를 제어 라인에 연결하는 단계;
- 2/2-방향 밸브 형태의 제어 밸브를 열어 퍼지 밸브의 압력 제어 연결부에서 제어 압력을 강화하는 단계;
- 2/2-방향 밸브 형태의 제어 밸브를 닫아 퍼지 밸브의 압력 제어 연결부에서 제어 압력을 유지하는 단계를 제공하되, 제어 밸브의 열림과 닫힘은 제어 밸브의 전자기 구간 제어 안에서 발생한다.
특히, 압축 공기 공급 조립체의 퍼지를 위하여, 하기 사항이 수행된다; 퍼지 라인 내의 퍼지 밸브의 퍼지 밸브 연결부의 열림. 따라서 퍼지 라인 및/또는 공압 메인 라인 내의 압력에 관계없이, 제어 압력의 유지가 일어나고 퍼지 밸브의 퍼지 밸브 연결부는 열린다.
개선 개념은 전자기 구간 제어 기능을 이용하여 상대적으로 간단한 설계의 제어 밸브 - 특히, 솔레노이드 밸브로서의 2/2 방향 밸브-가 적절한 특히 요구-의존(demand-dependent) 방식으로 가변적으로 제어되는 것이 가능하다는 점을 확인하였다. 즉, 개선의 개념에 따르면, 퍼지 라인 및/또는 공압 메인 라인 내의 압력에 관계없이 제어 밸브가 제어되는 것이 가능하다.
변형된 개념은 퍼지 공정에 제한되지 않는다; 예를 들어 압력 밸브의 또는 타이어의 채움 기능 내에서 또는 공압 조립체를 위한 들어올림 기능 내에서, 어떠한 요구된 제어 공정 동안에 전자기 구간 제어 기능을 이용하여 제어 밸브가 제어되는 것이 가능하다.
제 1의 바람직한 구간 제어 기능 내에서, -퍼지 공정 내에서- 공압 메인 라인 내의, 특히 벨로우즈 및/또는 압력 어큐뮬레이터 또는 일부 다른 리저버 내의 잔류 압력이 방지되는 것이 제공된다. 즉, 퍼지 공정의 과정 동안에, 벨로우즈는 주위 압력으로 또는 대략적으로 주위 압력으로 퍼지될 수 있다. 이 목적을 위하여, 벨로우즈 및/또는 압력 어큐뮬레이터 앞에 배치된 방향 밸브는 충분하게 오랜 시간 동안 열릴 수 있다. 압력 측정값의 기능으로서, 원하는 주위 압력 또는 주위 압력보다 큰 그 밖의 적절한 잔류 압력이 벨로우즈 또는 압력 어큐뮬레이터 내에서 퍼질 때까지 압력이 벨로우즈 및/또는 압력 어큐뮬레이터 내에서 압력이 측정되는 것이 가능하며 그리고 벨로우즈 및/또는 압력 어큐뮬레이터 앞에 배치된 방향 밸브가 열린 상태로 남아 있는 것이 가능하다.
특히, 퍼지 공전 시작 전에 또는 퍼지 공정의 시작 시점에 구간-제어 가능한 제어 밸브는 제 1 전자기 제어 구간으로 제어되며, 퍼지 공정 종료 후에 또는 퍼지 공정의 종료 시점에 제 2 전자기 제어 구간으로 제어된다. 특히, 바람직한 것은 벨로우즈 및/또는 압력 어큐뮬레이터 앞에 배치된 방향 밸브의 열림 전에 또는 열림 후의 제 1 전자기 제어 구간이다.
특히, 벨로우즈 및/또는 압력 어큐뮬레이터 앞에 배치된 방향 밸브의 열림 전, 열림 동안 또는 열림 후에 제어 밸브의 제 1 전자기 구간 제어가 수행되는 것이 가능하다. 특히, 제어 밸브의 제 2 전자기 구간 제어는 벨로우즈 및/또는 압력 어큐뮬레이터 앞에 배치된 방향 밸브의 닫힘 동안 또는 닫힘 후에 수행될 수 있다.
파생 기술에서, 방법은 또한 기본적으로 벨로우즈 내의 잔류 압력을 유지하기 위하여 이용될 수 있다. 이 목적을 위하여, 변형된 방식으로 퍼지 공정의 시작 시점에서 제어 밸브는 전자기 제어 구간으로 제어되는 것이 가능하다; 즉, 퍼지 공정은 전자기 제어 구간 내에서 시작될 수 있고 종료될 수 있다.
특히, 벨로우즈 내의 압력의 크기에 의존하는 시점에서 제어 밸브의 제 2 전자기 구간 제어 제어가 수행되는 것이 유리한 것으로 입증되어 왔다. 특히, -바람직하게는 측정된 압력 값의 점검에 의하여- 시간은 선택될 수 있어 벨로우즈 내의 압력은 미리 한정된 잔류 압력 또는 주위 압력에 대응한다.
부분적으로 도시된 종래 기술과 비교하여 본 발명의 실시예가 첨부된 도면을 참고로 하여 이하에서 설명된다. 도면은 반드시 실시예를 일정한 비율로 도시하지는 않으며, 오히려 도면은 -설명을 위하여 필요한 경우- 개략적으로 그리고/또는 다소 왜곡된 형태로 작성된다. 도면으로부터 직접적으로 명백한 기술에 대한 추가와 관련하여, 관련 선행 기술이 참고된다. 본 발명의 전반적인 개념으로부터 벗어남이 없이 실시예의 형태 및/또는 세부 사항과 관련하여 많은 변형과 변화가 이루어질 수 있다는 것이 고려되어야 한다. 상세한 설명, 도면 및 청구범위에 개시된 본 발명의 특징은 개별적으로 그리고 어떠한 조합 형태로 본 발명의 개선에 있어서 필수적일 수 있다. 본 발명은 또한 상세한 설명, 도면 및/또는 청구범위에 개시된 적어도 2개의 특징의 모든 조합을 포함한다. 본 발명의 전반적인 개념은 이하에서 설명되고 개시된 바람직한 실시예의 정확한 형태 및 세부 사항에 한정되지 않거나, 또는 그 목적은 청구범위에 한정된 대상물과 비교해 볼 때 제한되지는 않는다. 주어진 규격 범위를 위하여, 위의 제한 내에 있는 값은 또한 한계값으로 서 개시될 수 있으며 또한 임의적으로 사용되고 요구될 수 있다. 본 발명의 다른 이점, 특징 및 세부 사항이 바람직한 실시예의 하기 설명으로부터 그리고 상세하게 도시하는 도면을 참고하여 이해된다.
도 1은 압축 공기 공급 조립체와 공압 조립체를 갖는 공압 시스템의 바람직한 실시예를 도시한 도면으로서, 여기서 솔레노이드 밸브 장치는 제어 밸브를 구비하여 퍼지 밸브를 제어하며, 압력 유지 공압 장치는 전자기 구간 제어 기능을 갖는 2-2-웨이 밸브 형태의 변형된 제어 밸브에 의하여 형성되어 2/2-웨이 밸브는 간단하게 열릴 수 있어 제어 압력을 강화하고 그후 유지하며, 이 밸브는 그후 닫힌다.
도 2는 바람직한 구간 제어 기능을 도시한 플로우 차트.
도 3은 다른 파생 기술 내의 퍼지 기능을 구현하기 위하여 제어 밸브를 위한 바람직한 구간 제어 기능들을 이용한 벨로우즈 밸브(AV; 방향 밸브(93)), 퍼지 밸브(VV; 퍼지 밸브(71)) 그리고 제어 밸브(EV; 제어 밸브(81))를 위한 다른 전환 펄스의 시퀀스(sequence)를 도시한 그래프서,
도 3a는 잔류 압력이 없는 2/2 제어 밸브(81)에 의한 낮아짐을 위한 전환 펄스;
도 3b는 잔류 압력(압력 어큐뮬레이터(82)로부터의 파일럿 압력)이 없는 2/2 제어 밸브(81)에 의한 낮아짐을 위한 전환 펄스;
도 3c는 잔류 압력(압력 컴프레서(21)로부터의 파일럿 압력)이 없는 2/2 제어 밸브(81)에 의한 낮아짐을 위한 전환 펄스; 그리고
도 3d는 잔류 압력을 갖는 2/2 제어 밸브(81)에 의한 낮아짐을 위한 전환 펄스를 각각 도시함.
도 4는 공압 조립체의 압력 어큐뮬레이터의 채움을 위한, 즉 (컴프레서(21) 내의) 컴프레서 블로어(K) 및/또는 어큐뮬레이터 밸브(RV; 방향 밸브(93.S)) 그리고 벨로우즈 밸브(AV; 방향 밸브(93)) 그리고 제어 밸브(EV; 제어 밸브(81)) 그리고 퍼지 밸브(VV; 퍼지 밸브(71))를 위한 다른 전환 펄스의 시퀀스(sequence)를 도시한 그래프서,
도 4a는 특히 채움 공정의 종료 시에 대기로의 압력의 배출과 함께 압력 어큐뮬레이터(92)의 채움을 위한 전환 펄스;
도 4b는 채움 공정의 종료 시에 압력의 배출과 함께 압력 어큐뮬레이터(92)의 채움을 위한 전환 펄스를 나타내며, 갤러리(95)는 먼저 벨로우즈(91) 내로 퍼지되고 그후 대기로 퍼지됨.
도 5는 에어 스프링 조립체의 채움 기능을 실현하기 위하여 (컴프레서(21) 내의) 컴프레서 블로어(K), 벨로우즈 밸브(AV; 방향 밸브(93)), 압력 어큐뮬레이터(RV; 방향 밸브(93.S)), 제어 밸브(EV; 제어 밸브(81)) 그리고 퍼지 밸브(VV; 퍼지 밸브(71))를 위한 다른 전환 펄스의 시퀀스(sequence)를 도시한 그래프서, 도 5a는 컴프레서(21)에 의한 들어올림(또는 그 밖에 타이어 채움 기능을 위한)을 위한 전환 펄스;
도 5b는 컴프레서(21)와 압력 어큐뮬레이터(92)에 의한 들어올림을 위한 전환 펄스;
도 5c는 벨로우즈(91)에 의한 들어올림을 위한 전환 펄스; 그리고
도 5d는 특성 곡선 VV에 따라 퍼지 밸브(71)의 신뢰할 수 있는 열림을 위하여 (컴프레서 블로어에 의한 들어올림의 예에서) 리저버로부터 갤러리(95)를 넘치게 하기 위한 전환 펄스를 각각 도시함.
도 1은 상징적으로 지시된 차량(1000)을 위한 압축 공기 공급 조립체(10)와 공압 조립체(90)를 갖는 공압 시스템(100)을 도시한다. 제어 목적을 위하여 공압 시스템(100)은 플러그 연결부(50)와 데이터버스(40)를 통하여 전자 차량 컨트롤러로서의 ECU에 연결된다. 여기서, 압축 공기 공급 조립체(10), 공압 조립체(90), 센서 그리고 릴레이 회로를 위하여, 도면 부호 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48로 지시되고 또한 얇게 그려진 다양한 전기적 제어 라인 및 센서 라인 또는 파워 라인이 제공된다.
구체적으로, 공압 시스템(100)의 모니터링과 제어를 위하여, ECU는 데이터버스(40), 전기 제어 및 센서 라인 그리고 플러그 연결부(50)를 통하여 연결된다; 전기 제어 라인은 공압 조립체(90) 내의 솔레노이드 방향 밸브(93)의 마그네틱 코일에 전원을 인가하기 위한 제 1 전기 제어 라인(43) 그리고 압축 공기 공급 조립체(10) 내의 솔레노이드 밸브 조립체(80)의 솔레노이드 방향 밸브 형태의 제어 밸브(81)의 마그네틱 코일에 전원을 인가하기 위한 제 2 전기 제어 라인(46)을 포함한다. 제 1 전기 제어 라인(43)은 벨로우즈 및 솔레노이드 밸브로서 형성된, 방향 밸브(93, 93.S) 형태의 어큐뮬레이터 밸브에 제어 전원을 공급하는 역할을 수행한다. 제 2 전기 제어 라인(46)은 솔레노이드 밸브로서 형성된 제어 밸브(81, 81', 81")에 제어 전원을 공급하는 역할을 수행한다.
또한, 제 1 전기 센서 라인(45)이 공압 조립체(90) 내의 차고 센서(97; height sensor)에 제공되며, 제 2 전기 센서 라인(44)은 압력 어큐뮬레이터(92)에 대한 어큐뮬레이터 분기 라인(92L) 내의 압력 센서(94)에 제공된다. 이를 위하여, 제 1 전기 센서 라인(45)은 차고 센서(97)에 연결된다. 제 2 전기 센서 라인(44)은 어큐뮬레이터 분기 라인(92L) 내의 압력 어큐뮬레이터(92)의 압력을 측정하는 압력 센서(94)에 연결된다. 더욱이, 제 3 전기 센서 라인(48)은 또한 벨로우즈 압력 센서(99)에 제공될 수 있다.
또한, 컴프레서 유니트(21)의 전기 모터(21.2)를 작동시키기 위하여 릴레이(42)를 갖는 파워 라인(47)과 같은, 다른 전자기 요소를 위한 파워 라인(47) 그리고 릴레이(42)에 대한 전기적 제어 라인(41)이 제공된다. 본 경우에, 전기 모터(21.2)는 전기적 전환 라인의 역할을 수행하는 파워 라인(47), 전기적 제어 라인(41) 그리고 제어 가능한 릴레이(42)를 통하여 제어될 수 있다.
도 1을 참고하면, 공압 조립체(90)를 작동시키기 위한 압축 공기 공급 조립체(10)가 도시된다; 본 경우에서 공압 조립체는 차량(1000)의 (앞 차축(210)과 뒤 차축(220)을 갖고 상징적으로 지시된) 차량 상부 구조(200)의 에어 스프링 조립체이다. 압축 공기 공급 조립체(10)는 압축 공기 공급부(1)와 압축 공기 연결부(2)를 가지며, 여기서 압축 공기는 공기 공급부(22)를 통하여 압축 공기 공급부(1)로 공급될 수 있다. 압축 공기는 압축 공기 공급부(1)와 압축 공기 연결부(2) 사이에서 공압 메인 라인(60)을 통하여 채움 방향으로 안내될 수 있으며 또한 공압 조립체(90)로 공급될 수 있다. 이를 위하여, 공기 공급부(22)에서, 공기 흡입구를 위하여 제공된 공기 연결부(0), 필터(23) 그리고 컴프레서 유니트(21)가 공기 공급 라인(20) 내에 배치된다. 본 경우에서, 컴프레서 유니트(21)는 제 1 체크 밸브(24.1)와 제 2 체크 밸브(24.2) 사이에 배치되며, 여기서 컴프레서 유니트(21) 내의 컴프레서(21.1)는 전기 모터(21.2)를 통하여 구동될 수 있다.
에어 드라이어(61)와 초크(62; choke)가 공압 메인 라인(60) 내에 배치된다. 퍼지 라인(70)은 공압 라인(60)에서 압축 공기 공급부(1)로 분기되며 퍼지 밸브(71)를 통하여 퍼지 연결부(3)로 계속 이어진다. 본 경우에서, 퍼지 연결부(3)는 퍼지측 상에서 퍼지 밸브(71)의 제 2 퍼지 밸브 연결부(Y1)를 갖고 직접적으로 형성된다. 퍼지 밸브(71)의 제 2 퍼지 밸브 연결부(Y1) 반대쪽의, 압력부 상의 제 1 퍼지 밸브 연결부(X1)는 퍼지 라인(70)에 연결된다. 본 경우에서 퍼지 밸브(71)는 압력 제어 연결부(71S)를 갖는 2/2-웨이 릴레이 밸브로서 형성된다. 퍼지 밸브는 제 1 퍼지 밸브 연결부(X1)를 가지며, 이 제 1 퍼지 밸브 연결부는 퍼지 라인(70)을 통하여 압축 공기 공급부(1)에 연결된다. 제 2 퍼지 밸브 연결부(Y1)는 퍼지 연결부(3)로서 형성되거나, 파생된 구조에서는 퍼지 연결부(3)에 연결된다.
또한, 압력 제한기(74), 특히 릴레이-작동되는 압력 제한기가 퍼지 밸브(71) 상에 제공되어 압력 제한기(74)를 통하여 퍼지 라인(70) 내의 압력을 빼냄으로써 퍼지 밸브(71)를 열기 위한 압력은 제한된다. 이렇게 하여, 비교적 큰 작동 압력에서도, 압력 제한에 관하여 가변성의 정도 또는 허용 오차가 이루어질 수 있다. 가장 유리한 것은 파워-제어 압력 제한기(74)이며, 본 경우에서 제어 밸브(81)를 위한 제어 전류의 전류 세기에 따라 퍼지 밸브(71)의 전환점(switch point)이 가변적으로 조정 가능하다는 점에서 이 압력 제한기는 실행된다. 이는 제어 밸브(81) 내의 자석 부분(코일)에서의 전류 세기가 공압 부분(릴레이 밸브로써의 퍼지 밸브(71))의 전환점을 결정한다는 것을 의미한다. 차량 상황, 시스템 온도 또는 다른 온도 관련 시스템 변수에 따라, 공압 부분, 즉 릴레이 밸브로서 형성된 퍼지 밸브(71)의 전환점은 유효 전류 세기로 가변적으로 설정될 수 있다. 압력 제한기, 특히, 전류 제어되는 압력 제한기(71) 때문에 갤러리 압력이 솔레노이드 밸브로서 형성된, 방향성 밸브(93) 형태(또한 레벨 제어 밸브로 불림)의 벨로우즈 밸브의 정적 열림 압력(static opening pressure) 그리고 벨로우즈(91)의 내부 압력을 초과하지 않는다는 것이 보장된다. 갤러리(95) 내를 제외하고, 본 경우에서와 같이 압력은 압력 어큐뮬레이터(92)에서 즉, 본 경우에서와 같이 압력 센서(94)를 통하여 압력 어큐뮬레이터(92)에서 직접적으로 또는 어큐뮬레이터 분기 라인(92L)에 연결된 라인을 통하여 측정될 수 있다.
본 경우에서, 솔레노이드 밸브 장치(80)는 릴레이 밸브로서의 퍼지 밸브(71)를 제어하기 위하여 솔레노이드 밸브로서의 제어 밸브(81)를 구비한다. 여기서 제어 밸브(81)는 공압 제어 라인(110)에서 제 1 제어 밸브 연결부(X2)와 제 2 제어 밸브 연결부(Y2)와 연결된다. 제 1 제어 밸브 연결부(X2)는 공압 제어 라인(110)의 제 1 부분(110.1)을 통하여 공압 메인 라인(60)의 분기 연결부(63)에 연결된다. 제 2 제어 밸브 연결부(Y2)는 공압 제어 라인(110)의 제 2 부분(110.2)을 통하여 퍼지 밸브(71)의 압력 제어 연결부(71S)에 연결된다.
공압 조립체(90)는 밸브 블록(98) 내에 배치된, 본 경우에는 5개의 레벨 제어 밸브를 포함하며, 이 레벨 제어 밸브 모두는 벨로우즈 또는 방향 밸브(93, 93.S) 형태, 즉 솔레노이드 방향 밸브; 즉 2/2-웨이 솔레노이드 밸브 형태의 어큐뮬레이터 밸브로써 형성된다. 밸브 블록(98)에서 벨로우즈 또는 솔레노이드 방향 밸브(93, 93.S)로써 형성된 어큐뮬레이터 밸브는 갤러리(95)를 통하여 서로 연결되며, 여기서 갤러리(95)는 다른 공압 라인(96)을 통하여 그리고 압축 공기 연결부(2)를 통하여 공압 라인(60)에 연결된다. 벨로우즈(91) 또는 압력 어큐뮬레이터(92)는 벨로우즈 분기 라인(91L) 또는 압력 어큐뮬레이터 라인(92L)을 통하여 벨로우즈 또는 방향 밸브(93, 93.S)로 설계된 어큐뮬레이터 밸브에 연결된다. 갤러리(95)에 대항하여 차단될 수 있거나 갤러리(95)에 대하여 개방될 수 있도록 벨로우즈 또는 방향 밸브(93, 93.S)로 설계된 어큐뮬레이터 밸브는 벨로우즈(91) 또는 압력 어큐뮬레이터(92)의 상류에 연결된다. 차고 센서(97)는 각 벨로우즈(91)에 할당되며, 센서로부터의 데이터는 센서 라인(45)과 플러그 연결부(50) 또는 데이터버스(40)를 통하여 특히 ECU로 전달될 수 있다.
-측정된 차고에 따라- 공압 조립체(90)를 작동시키기 위하여, 에어 스프링을 형성하는 벨로우즈(91)는 압축 공기 공급 조립체(10)로부터 압축 공기 연결부(2)를 통하여 공급된 압축 공기로 채워질 수 있다; 이후 이는 차량 상부 구조(200)의 높이를 들어올리는 역할을 수행한다. 역으로, 벨로우즈(91)로부터의 압축 공기의 빠져나감 하에서 차량 상부 구조(200)의 높이가 떨어지도록 공기 벨로우즈(91)는 압축 공기 연결부(2)를 통하여 반대 방향으로 퍼지 연결부(3)로 퍼지될 수 있다. 압축 공기 연결부(2)를 통하여 공압 조립체(90)를 채우기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이 퍼지 연결부(3)에 대항하여 퍼지 밸브(71)는 비작동 (unpowered), 닫힌 상태에 있다. 또한 제 1 및 제 2 제어 밸브 연결부(X2, Y2)는 공압적으로 분리된다. 즉, 공압 제어 라인(110)의 제 1 부분(110.1)은 공압 제어 라인(110)의 제 2 부분(110.2)에 대항하여 닫힌다. 이는 퍼지 밸브(71)의 제어되지 않은, 닫힌 위치를 야기한다.
공압 조립체(90)를 퍼지하기 위하여, 전기 제어 라인(46)을 통하여 운반된 전류 신호에 의하여 적절한 전류가 제어 밸브(81)의 자기 코일로 공급된다; 그 결과, 제어 밸브(81)의 자기 코일은 작동되고 제어 밸브 스프링(82)의 스프링 압력에 대항하여 열려진다. 따라서 공압 제어 라인(110)은 제어 밸브(81)를 통하여 열려진다. 즉, 공압 제어 라인(110)의 제 2 부분(110.2)과 함께 공압 제어 라인(110)의 제 1 부분(110.1)은 압력 제어 연결부(71S)에 대하여 열린다. 공압 제어 라인(110) 내에 존재하는 제어 압력이 압력 제어 연결부(71S)에서 강화되고 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 스프링(72)의 힘에 대항하여 작동하여 최종적으로 제 1 퍼지 밸브 연결부(X1)가 퍼지 밸브(71)의 제 2 퍼지 밸브 연결부(Y1)에 대하여 열려진다; 따라서 퍼지 라인(70)과 에어 드라이어(61)의 출력부는 퍼지 연결부(3)에 대하여 열려진다. 퍼지 라인(70) 내의 퍼지 밸브(71)의 밸브 연결부(X1, Y1)가 이러한 방식으로 열려짐에 따라, 본 경우에서 벨로우즈(91) 내에 존재하는 압력 (이는 레벨 제어 밸브, 즉 벨로우즈 또는 방향 밸브(93, 93.S) 형태의 어큐뮬레이터 밸브가 열려질 때 공압 메인 라인(60) 내에 존재) 때문에 제어 압력은 압력 제어 연결부(71S)에서 유지되며, 이러한 이유로 공압 제어 라인(110) 내의 제어 압력으로서 이용할 수 있다.
또한, 아래에 설명된 실시예에서의 본 발명의 개념에 따르면, 퍼지 라인(70) 내의 퍼지 밸브의 밸브 연결부(X1, Y1)가 열릴 때, 제어 압력은 압력 제어 연결부(71S)에서 유지된다는 것이 규정된다; 이는 퍼지 라인(70) 및 공압 메인 라인(60) 내의 압력과는 관계없다. 특히, 도 1을 참고하여 상세하게 설명된 압력 유지 공압 장치(120)에 의하여, 퍼지 라인 그리고 공압 메인 라인(60) 내의 압력이 잔류 유지 압력, 즉 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 스프링(72)에 의하여 미리 한정된 압력 아래로 떨어질지라도 제어 압력은 유지될 수 있다. 이를 위하여 본 경우에서는, 공압 제어 라인(110) 내의 필요한 제어 압력이 가변적으로 선택될 수 있으며 특히 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 스프링(72)을 통하여 가변적으로 조정될 수 있다. 따라서, 이하에서 설명된 모든 실시예에 따르면, 벨로우즈(91)가 주위 압력으로 퍼지될 수 있도록 퍼지 라인(70)과 공압 메인 라인(60) 내의 압력은 실제로 주위 압력으로 떨어질 수 있다는 것이 보장된다.
이를 위하여, 도 1의 실시예는 제어 밸브(81)가 도 1에 도시된 2/2-웨이 밸브 형태로 변형되는 것을 제공하며, 이 밸브의 작동은 도 2를 참고하여 상세히 설명된다.
압력 유지 공압 장치(120)의 형성을 위한 특히 바람직한 실시예로서 도 1은 본 경우에서 2/2-웨이 밸브로 설계된 제어 밸브(81)를 도시하고 있다. 벨로우즈(91)를 퍼지하기 위하여, 특정 기간 동안 자기 코일을 가동함으로써 2/2-웨이 솔레노이드 밸브는 열리며 그후 전원의 단절에 의하여 다시 닫힌다. 즉, 제어 밸브(81)는 특정 구간 기간의 제어 구간 동안 전기 제어 라인(46)을 통하여, 제어 구간을 한정하는 제어 펄스 페어에 의하여 제어, 예를 들어 이중 펄스에 의하여 열린다. 여기서, 위의 특정 구간 기간은 압력 제어 연결부(71S)에서의 공압 제어 라인(110)의 제 2 부분(110.2) 내의 제어 압력을 강화하기에 충분하다. 제어 구간 동안에 제어 밸브(81)가 단지 열리고 그후 다시 닫힘에 따라 공압 제어 라인(110)의 선-제어 채널 내, 즉 공압 제어 라인(110)의 제 2 부분(110.2) 내의 제어 압력은 초기 압력 수준에서 유지될 수 있다. 그후 퍼지 밸브(71)의 릴레이 피스톤은 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 스프링(72)의 스프링 압력에 대항하여 열린 상태로 남아있는다.
퍼지 공정을 종료하기 위하여, 먼저 방향 밸브(93)로 형성된 벨로우즈 밸브는 닫힌다. 그 결과, 드라이어(61) 내의 압력은 주위 압력, 즉 대기압으로 떨어진다. 그후, 제어 밸브(81)로서의 2/2-웨이 밸브가 열리며; 바람직하게는 단지 특정 구간 기간 동안에만 열린다. 즉, 퍼지 공정을 위하여, 특정 구간 기간 동안 전기 제어 라인(16)을 통하여, 제어 구간(control interval)을 한정하는 제어 펄스 페어(control pulse pair), 예를 들어 이중 펄스에 의하여 2/2-웨이 밸브 형태의 제어 밸브(81)가 열린다. 에어 드라이어(61)의 비교적 큰 에어 드라이어 체적으로 인하여 사전-제어 채널 내, 즉 공압 제어 라인(110) 내의 압력은 줄어들며, 퍼지 밸브 스프링(72)은 제어 구간 내의 2/2-웨이 밸브의 열림 상태 동안에 주위 압력에 대하여 퍼지 밸브(71)의 릴레이 피스톤을 닫을 수 있다. 퍼지 공정을 종료하기 위하여 그리고 예를 들어 에어 드라이어 조립체(10)의 비활동 상태를 변환시키기 위하여 또는 충진 공정을 위하여, 구간 기간의 종료 시점에서의 2/2-웨이 밸브의 추가 닫힘에 의하여 제어 구간은 시작된다. 그 결과, 공압 제어 라인(110)은 공압 메인 라인(60)에 대항하여 닫힌다; 즉, 2/2-웨이 밸브 형태의 제어 밸브(81)의 비작동 닫힘 상태에서 공압 제어 라인(110)의 제 1 부분(110.1)은 제 2 부분(110.2)과 공압적으로 분리된다.
도 1에 도시된 본 실시예는 공압 제어 라인(110)으로의 공압 조립체 내의 라인 루팅(line routing)에 제한되지 않는다. 더 정확하게 말하면, 라인 루팅은 또한 특히 압력 어큐뮬레이터(92)와 공압 제어 라인(110) 사이에 제공될 수 있으며, 따라서 공압 제어 라인의 제 3 부분은 압력 어큐뮬레이터 라인(92L)과 공압 제어 라인(110) 사이에 제공된다. 여기서, 제 3 부분은 공압 메인 라인(60)에 연결될 필요가 없다.
도 2는 2/2-웨이 밸브 형태의 제어 밸브(81)에 의한 도 1의 압축 공기 공급 조립체(10)를 위한 퍼지 공정의 기본적인 과정을 개략적으로 도시한다. 먼저, 제 1 단계(S1)에서, 컴프레서(21)가 작동되고 에어 드라이어(61) 그리고 공압 제어 라인(110)이 공압적으로 채워진다. 퍼지 공정을 시작하기 위하여, 제 1 단계(S1)에서, 압력 어큐뮬레이터(92)가 공압 제어 라인(110) 내에서 또는 퍼지 밸브(71)의 압력 제어 연결부(71)에서 제어 압력을 제공하기에 충분한 적절한 시스템 압력을 갖는다는 것이 보장될 수 있다. 이를 위하여 해당되는 경우 컴프레서(21)를 작동시킴으로써 압력 어큐뮬레이터(92)는 채워질 수 있다. 이를 위하여, 압력 어큐뮬레이터(92)의 상류에 연결된 방향 밸브(93.S) 형태의 어큐뮬레이터 밸브는 열린다; 방향 밸브(93.S)는 열림 상태를 취한다.
그후, 강화에 의한 제어 밸브(81)에서 전자기 구간-제어 단계(S2)에 의하여 퍼지 단계가 시작된다 (S2.1); 제어 밸브(81) 그리고 해당되는 경우 방향 밸브(93.S)는 열림 상태를 취하며, 그리고 유지한다 (S2.2); 제어 밸브(81) 그리고 해당되는 경우 방향 밸브(93.S)는 닫힘 상태를 취한다 -압력 제어 연결부(71S)에서의 공압 제어 라인(110)의 제 2 부분(110.2) 내의 제어 압력. 이를 위하여, 제 1 상태(S2.1)에서, 구간의 시작에서 그리고 압력 제어 연결부(71S)에서의 제어 압력을 강화하기 위하여, 제어 밸브(81)의 자기 코일에서의 전자기 이중 펄스의 제 1 펄스에 의하여 제어 밸브(81)의 제 1 및 제 2 제어 밸브 연결부(X2, Y2)는 열린다, 즉 공압적으로 함께 연결된다. 설정된 구간 기간의 만료 후에, 구간을 끝내기 위하여 그리고 압력 제어 연결부(71S)에서의 제어 압력을 유지하기 위하여, 제어 밸브(81)로의 전원이 끊어진다; 즉 전자기 이중 펄스의 제 2 펄스에 의하여 전원이 끊어진다. 결과적으로 제어 밸브(81)는 도 3에 도시된 비작동 상태로 복귀하며, 제 1 및 제 2 제어 밸브 연결부(X2, Y2)는 분리된다; 즉 단계 S2.2에서, 제어 밸브(81)는 닫힌 상태에 있다.
퍼지 밸브(71)의 릴레이 피스톤이 열리고, 그리고 단계 S3에서 벨로우즈 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93)의 열림에 의하여 퍼지 공정은 시작될 수 있다 (S3); 방향 밸브(93)는 열림 상태를 취한다. 벨로우즈 밸브로서의 역할을 수행하는 방향 밸브(93)가 닫힘으로 인하여 퍼지 공정은 단계 S4에서 종료된다 (S4); 방향 밸브(93)는 닫힘 상태를 취한다.
또한 점선 내의 도 2에 도시된 유추된 방법에서, 단계 S3는 또한 단계 S2 전에 단계 S3'으로서 수행될 수 있다. 이 경우, 단계 S2의 제어 밸브(81)의 구간 제어 기능이 수행되기 전에 벨로우즈 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93)는 이미 열려 있다 (S3'); 방향 밸브(93)는 열림 상태를 취한다. 이 경우, 제어 압력은 벨로우즈 압력으로 완전히 또는 부분적으로 증가된다; 해당되는 경우 압력 어큐뮬레이터(92)를 켬(switching on)으로써 또는 컴프레서(21)를 간단하게 켬으로써 제어 압력은 - 퍼지 라인(70) 및/또는 공압 메인 라인(60) 내의 압력과 관계없이 - 부가적으로 보장된다 (S3'); 방향 밸브(93.S)는 열림 상태를 취한다. 양 경우에서, 벨로우즈 밸브 역할을 수행하는 방향 밸브(93)는 닫힌다. 이 경우에도, 제어 밸브(81)를 위한 구간 제어 기능은 단계 S2를 참고로 하여 설명된 바와 같이 제어 압력의 강화와 유지를 야기한다.
단계 S4에서 퍼지 공정이 종료된 후, 단계 S5에서 마지막으로 2/2-웨이 밸브 형태의 제어 밸브(81)의 추가 구간 제어에 의하여 공압 제어 라인(110)의 제 2 부분(110.2), 즉 압력 제어 연결부(71S)는 압력-완화되거나 주위 압력으로 설정된다. 이를 위하여, 구간 제어 기능의 시작시에 제어 밸브(81)의 제1 및 제 2 제어 밸브 연결부(X2, Y2)의 열림에 의하여 제 2 부분(110.2) 또는 전체 공압 제어 라인(110)은 단계 S5.1에서 퍼지된다; 즉, 제어 밸브(81)는 간단하게 작동되며 작동 상태로 전환된다; 제 2 부분(110.2) 내에 포함된 압력은 공압 메인 라인(60) 내의 에어 드라이어(61) 그리고 쵸크(62)를 통하여 빠져나갈 수 있다(S5.1); 제어 밸브(81)는 열림 상태를 취한다. 설정된 구간 기간 후에, 단계 S5.2에서 제어 밸브(81)로의 전원이 꺼지며, 제어 밸브는 도 3에 도시된 비작동 상태로 복귀한다. 따라서 제어 밸브는 공압 제어 라인(110)의 제 2 부분(110.2)에 대항하여 제 1 부분(110.1)을 닫는다. 그후 주위 압력 이상에 놓여진 퍼지 밸브(71)의 릴레이 피스톤은 전환 압력(switch pressure)에 있으며, 그리고 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 스프링(72)은 릴레이 피스톤을 도 1에 도시된 제어되지 않은 상태로 닫는다. 따라서, 공압적으로 분리된 제 1 및 제 2 퍼지 밸브 연결부(X1, Y1)의 결과로서 퍼지 라인(70)은 닫힌다(S5.2); 제어 밸브(81)는 닫힘 상태를 취한다. 따라서 퍼지 공정은 종료되고 단계 S1으로부터 다시 반복될 수 있다. 단계 S2.1의 시작에서, 단계 S4의 종료까지 예를 들어 앞 차축(210) 및/또는 뒤 차축(220)을 위하여 벨로우즈(91)로부터 빠져 나가는 공기량 (air volume) 때문에 차량 상부 구조(200)의 낮아짐이 실행된다.
도 3, 도 4 및 도 5는 각 경우에서의 벨로우즈 밸브, 즉, 벨로우즈 분기 라인(91L) 내에서의 도 1 및 도 2에 도시된 방향 밸브(93)를 위한 그리고 퍼지 밸브(71)를 위한 그리고 제어 밸브(81)를 위한 전환 특성 곡선(switching characteristic curve)을 도시한다; 적절한 경우, 컴프레서(21)와 압력 어큐뮬레이터(92)를 위한 전환 특성 곡선 그리고 어큐뮬레이터 분기 라인(92L) 내의 솔레노이드 방향 밸브(93.S)를 위한 전환 특성 곡선이 또한 도시된다. 대응하는 특성 곡선은 AV(방향 밸브(93) 형태의 벨로우즈 밸브를 위한 에어 스프링 밸브), EV(제어 밸브(81)를 위한 배기 밸브), VV(퍼지 밸브(71) 형태의 환기 밸브(ventilation valve)), K(컴프레서(21) 내의 컴프레서 블로어) 그리고 RV(방향 밸브(93.S) 형태의 리저버 밸브)에 의하여 나타낸다.
도 3a는 유지 압력이 유지되지 않고, 즉 주위 압력으로 떨어지는 퍼지 공정을 이용한, 제어 밸브(81)로서의 2/2 방향 밸브에 의한 차량 상부 구조를 위한 낮아짐 공정을 도시한다. 도 3b 및 도 3c는 특히 동일하게 유지 압력을 방지하는 바람직한 파생 기술을 도시한다. 반면에 도 3a에서, 제어 밸브(81)의 제어를 위한 제어 압력은 실질적으로 벨로우즈(91; EV 제어 밸브(81)가 열리기 전에 AV는 방향 밸브(93)를 연다; 2개의 공정이 또한 중첩될 수 있다)로부터 발생한다. 파생 기술 도 3b에서 제어 압력이 압력 어큐뮬레이터(92; EV 제어 밸브(81)가 열리기 전에 RV는 방향 밸브(93.S)를 연다)로부터 제공된다는 것 그리고 파생 기술 도 3c에서 제어 압력이 컴프레서(21; EV 제어 밸브(81)가 열리기 전에 또는 열리는 동안 K는 컴프레서(21)를 가동한다)로부터 제공된다는 것이 사실이다. 파생 기술 도 3d는 제어 밸브(81)로서 2/2 솔레노이드 방향 밸브를 이용한 낮아짐 공정을 제공하며, 여기서 유지 압력은 유지된다. 여기서, 벨로우즈 밸브의 열림 이후의 시간(t1)에서 벨로우즈 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93)의 닫힘 이후의 시간 (t2)까지의 시간 간격(T)은 지속된다.
도 3a에서, 먼저 벨로우즈 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93)는 시간 t1에서 열리며, 이후 제어 밸브(81)는 시간 t2에서 열린다. 제어 밸브(81)가 열리는 동안에, 퍼지 밸브(71)는 시간 t7에서 열리며, 제어 밸브(81)는 시간 t3에서 닫힌다. 시간 t4에서, 방향 밸브(93) 또한 닫힌다. 이후, 제어 밸브(81)는 시간 t5에서 열리며, 그리고 제어 밸브(81)가 열리는 동안, 퍼지 밸브는 시간 t8에서 닫힌다; 이후 제어 밸브(81)는 시간 t6에서 닫힌다. 도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 특성 곡선 AV에 따라, 벨로우즈 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93)는 특성 곡선 EV에 따라 제어 밸브(81)의 제 1 시간 구간(Ti1)을 갖는 제 1 전자기 구간 제어 전에 전환된다. 퍼지 밸브(71)의 전환 특성 곡선 VV로부터 알 수 있는 낮아짐 공정은 (특히, 제어 밸브(81)의 제 1 시간 구간(Ti1 = t3 - t2)에서의 압력 제어 연결부(71S)의 채움으로) 시간 TS= t7에서 시작하며, (특히, 제어 밸브(81)의 제 2 시간 구간(Ti2)에서의 압력 제어 연결부(71S)의 배출로) 시간 TE= t4에서 끝난다. 시간 TS 와 TE 사이 (실질적으로 제 1 전자기 구간 제어 공정과 제 2 전자기 구간 제어 공정의 시작점 사이의 범위 내, 즉 시간 구간 Ti1의 종료 시점으로부터 시간 구간 Ti2의 시작점까지의 범위 내)의 낮아짐 공정 동안에, 압력 제어 연결부(71S)에서의 제어 압력은 일정하게 유지된다. 본 경우에서, 솔레노이드 방향 밸브(93)가 열리기 때문에 제 1 전자기 구간 제어 공정 전에 특성 곡선 AV에 따라 제어 압력은 벨로우즈(91)로부터 제공된다.
후자는 또한 기본적으로 도 3d에 따라 파생 기술과 관련하여 적용되며, 그러나, 이 파생 기술은 벨로우즈(91) 내에서 잔류 유지 압력을 제공하거나 잔류 유지 압력을 제공해야만 한다. 이 목적을 위하여, 특성 곡선 AV에 따라 방향 밸브(93)로 형성된 벨로우즈 밸브가 열린 후에 특성 곡선 EV에 따라 제어 밸브(81)는 닫힌다. 낮아짐 공정은 시간 주기 (TS = t7 내지 TE = t8)에 제한된다. 구체적으로, 벨로우즈 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93)는 시간 t1에서 열린다. 제어 밸브(81)는 시간 t3에서 열리며, 이후 퍼지 밸브(71)는 시간 t7에서 열린다. 퍼지 밸브(71)는 시간 t8에 다시 열린다. 방향 밸브(93)는 그후 시간 t4에서 닫히며, 결국 제어 밸브(81)는 그후 시간 t5에서 닫힌다.
도 3b 및 도 3c는 특성 곡선 AV, VV 및 EV와 관련하여 실질적으로 동일하다. 낮아짐 공정은 시간 TS 와 TE 사이에서 일어난다. 양 경우에서, 특성 곡선 EV에 따라 제어 밸브(81)의 제 2 전자기 구간 제어 공정 전에 특성 곡선 AV에 따라 솔레노이드 방향 밸브(93) 형태의 벨로우즈 밸브는 닫힌다. 양 경우에서, 특성 곡선 AV에 따라 제어 밸브(81)의 제 1 전자기 구간 제어 공정의 종료 후에 또는 종료 시에 특성 곡선 AV에 따라 솔레노이드 방향 밸브(93) 형태의 벨로우즈 밸브는 열린다.
구체적으로, 도 3b에서 어큐뮬레이터 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93.S)는 시간 t1에서 열리며, 제어 밸브(81)는 그후 시간 t2에서 열린다. 제어 밸브(81)가 열리는 반면에, 퍼지 밸브(71)는 시간 t7에서 열린다. 시간 t3에서 제어 밸브(81)의 닫힘시, 어큐뮬레이터 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93.S) - 결과적으로 벨로우즈 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93)는 동일한 시간 t3에서 열리며, 이후 시간 t4에서 다시 닫힌다.
이후, 제어 밸브(81)는 시간 t5에서 열리며, 그리고 제어 밸브(81)가 열리는 동안에 퍼지 밸브(71)는 시간 t8에서 닫힌다. 제어 밸브(81)는 그후 시간 t6에서 닫힌다. 도 3b에서, 특성 곡선 EV에 따라 제어 밸브(81)를 위한 제 1 전자기 구간 제어 공정의 종료 후에 또는 종료 시에 특성 곡선 AV에 따라 벨로우즈 밸브로서의 솔레노이드 방향 밸브(93)는 열린다; 그러나, 이에 앞서 특성 곡선 RV에 따라 압력 어큐뮬레이터(92)는 열린다. 이 경우, 낮아짐 공정은 특성 곡선 VV에 따라 시간 TS = t7에서 퍼지 밸브(71)의 열림시 시작하며, 특성 곡선 AV에 따라 시간 TE = t4에서 방향 밸브(93)의 닫힘 공정시 끝난다.
유리하게는 퍼지 라인(70) 내 그리고 공압 메인 라인(60) 내의 압력에 관계없이 전체 낮아짐 공정 동안에 일정한 제어 압력이 제어 밸브(81)에서 유지된다는 것이 사실이다. 도 3b에서, 제어 압력은 압력 어큐뮬레이터(93)로부터 얻어지며, 압력 어큐뮬레이터의 솔레노이드 방향 밸브 형태의 어큐뮬레이터 밸브는 특성 곡선 RV에 따라 전환된다. 따라서, 제어 밸브(81)의 제 1 전자기 구간 제어 공정을 위하여, 충분한 압력 진폭이 이용될 수 있어 시간 구간 Ti1 = t3 - t2 동안 제어 압력을 강화하고 그리고 제 1 시간 구간 Ti1제의 종료 후에 압력을 유지한다. 결과적으로 특성 곡선 EV에 따라 공압 제어 라인(110)의 퍼지는 벨로우즈 밸브의 닫힘 후에, 즉 시간 TE 후에 제 2 시간 구간 Ti2 = t6 - t5 동안 일어난다.
도 3c에서, 컴프레서(21)의 컴프레서 블로어는 시간 t1에서 작동하며, 작동 동안에 제어 밸브(81)는 시간 t2에서 열린다. 시간 t3에서 컴프레서 블로어의 작동은 중지되며, 제어 밸브(81)는 닫힌다; 그러나 이는 퍼지 밸브(71)가 시간 t7에서 열린 후에만 발생한다. 벨로우즈 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93)는 동일한 시간 t3에서 열리며, 시간 t4에서 다시 닫힌다. 제어 밸브(81)는 이후의 시간 t5에서 열리며, 제어 밸브가 열리는 반면에, 퍼지 밸브는 시간 t8에서 닫힌다; 제어 밸브(81)는 그후 시간 t6에서 닫힌다. 도 3c에서, 제 1 시간 구간 Ti1 전에 그리고 제 1 시간 구간 Ti1 동안에 특성 곡선 K에 따라 에어 컴프레서(21)의 간단한 작동에 의하여 압력이 제공된다. 또한 도 3c에서, 특성 곡선 EV에 따라 제어 밸브(81)를 위한 시간 구간 Ti1을 갖는 제 1 전자기 구간 제어 공정의 종료 후 또는 공정 종료시에만 벨로우즈 밸브로서의 솔레노이드 밸브가 열린다; 그러나, 제어 밸브(81)가 열리는 반면에 컴프레서(21)는 가동한다. 이 경우에, 특성 곡선 VV에 따라, 퍼지 밸브(71)는 제 1 전자기 시간 구간 제어 공정 (Ti1 = t3 - t2) 동안에 또는 시작시에 열리며, 그리고 제 2 전자기 시간 구간 제어 공정 (Ti2 = t6 - t5) 동안에 또는 시작시에 닫힌다. 낮아짐 공정은 특성 곡선 AV에 따라 시간 TS = t3에서 방향 밸브(93)의 열림 시 시작하며, 특성 곡선 AV에 따라 시간 TE = t4에서 방향 밸브(93)의 닫힘 공정 시에 끝난다.
도 4a 및 도 4b는 압력 어큐뮬레이터(92)의 충진이 어떻게 발생하는지를 도시하고 있다. 구체적으로 도 4a에서, 제어 밸브(81)는 먼저 시간 t1에서 열리며, 그리고 제어 밸브가 열리는 동안, 퍼지 밸브(71) 또한 시간 t2에서 열리고, 제어 밸브(81)에 앞서 퍼지 밸브는 시간 t3에서 다시 닫힌다. 동일한 시간 t3에서 컴프레서(21)의 컴프레서 블로어는 가동한다. 시간 t4 = TS에서 어큐뮬레이터 밸브의 열림 시에 충진 공정은 시작되며, 시간 t5 = TE에서 어큐뮬레이터 밸브의 닫힘 시에 충진 공정을 끝난다. 제어 밸브(81)는 이후 시간 t6에서 열리며, 제어 밸브가 열리는 동안 제어 밸브(71)는 시간 t7에서 열린다; 그러나 이는 시간 t7에서 컴프레서 블로어의 작동 종료 시에 또는 종료 후에 일어난다. 시간 t8에서 제어 밸브가 닫히기 전에, 퍼지 밸브(71)는 이미 닫혀져 있다.
예를 들어, 도 4a에 따라, 전자기 구간 제어 공정에 의하여 먼저 제어 밸브(81)가 전환되고 그리고 특성 곡선 EV에 따라 열림 상태로 이동되는 것이 가능하다. 따라서 컴프레서 가능한 가장 낮은 역압으로 구현된다. 제 1 시간 구간 (Ti1 = t3 - t1) 후에 또는 동안에, 에어 컴프레서(21)의 작동은 시작된다. 본 경우에서, 특성 곡선 EV에 따라, 컴프레서(21), 특히 컴프레서 블로어가 작동하기 전에 제어 밸브(81)가 작동한다. 바람직한 개선된 실시예에서, 예를 들어 압력 센서(94)에 의하여 결정된 갤러리 압력이 설정된 임계값보다 클 때에만 제어 밸브(81)의 작동은 일어날 수 있다. 여기서, 갤러리 압력이 설정된 임계 압력 이하에 있다면, 특성 곡선 EV 및 K는 조정될 수 있어 컴프레서(21)에 앞서 제어 밸브(81)의 작동이 방지된다.
도 4b는 특성 곡선 K, RV 그리고 EV와 관련하여 실질적으로 동일한 공정을 도시한다. 그러나, 방향 밸브(93.S)를 위한 특성 곡선 RV에 따라 압력 어큐뮬레이터(9)의 닫힘 후에, 벨로우즈 밸브는 먼저 열려 시간 구간 Ti2 = t9 - t6 동안에 특성 곡선 VV에 따라 -특성 곡선 EV에 따라 제어 밸브(81)에 의하여 작동하는- 퍼지 밸브(71)가 닫히기 전에 압력 공급 조립체(10)는 먼저 벨로우즈 밸브를 통하여 연결된 벨로우즈(91) 내로 퍼지된다. 구체적으로, 어큐뮬레이터 밸브가 시간 t5 에서 닫힌 직후에 벨로우즈 밸브는 시간 t9 에서 열린다. 제어 밸브(81)가 시간 t6 에서 열리기 직전에 벨로우즈 밸브는 시간 t10 에서 다시 닫히며, 반면에 컴프레서 벨로우즈는 아직 가동 중에 있다.
각 경우에서 벨로우즈 밸브로서의 방향 밸브(93)가 시간 t4 및 시간 t5 에서 전환된다는 차이점을 갖고 동일한 시간 순서(chronological sequence) t1 내지 t8가도 5a 및 도 5b에 도시된 들어올림 공정에 적용된다. 반면에, 도 5b에서 어큐뮬레이터 밸브(93.S)는 시간 t9 및 시간 t10 에서 전환되며; 이는 시간 오프셋(time offset)을 갖고 일어난다. 즉, 시간 t9는 시간 t4 를 뒤따르며 시간 t10은 시간 t5 를 뒤따른다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 제어 밸브(81)에 관하여, 벨로우즈 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93) 및/또는 어큐뮬레이터 밸브의 기능을 수행하는 방향 밸브(93.S)의 기본적인, 상호 조정된(intercoordinated) 특성 곡선 프로파일을 도시한다. 도 5a, 도 5b 및 도 5c의 특성 곡선에서, 특성 곡선 EV에 따라 시간 구간 Ti1 = t3 - t1을 갖는 제 1 전자기 구간 제어 그리고 시간 구간 Ti2 = t8 - t6을 갖는 제 2 전자기 구간 제어는 특성 곡선 AV에 따라 벨로우즈 밸브의 역할을 수행하는 방향 밸브(93)의 열림 및 닫힘을 각각 진행하고 뒤따른다. 각 경우에서 에어 컴프레서(21)를 위한 특성 곡선 K로부터 볼 수 있는 바와 같이, 특성 곡선 RV에 따라 압력 어큐뮬레이터(92) 앞의 대응하는 솔레노이드 방향 밸브가 열리고 닫힐 때, 도 5a에 따라 압축 공기를 벨로우즈 또는 타이어 팽창 기능부에 공급하기 위하여 또는 도 5b에 따라 압축 공기를 압력 어큐뮬레이터에 공급하기 위하여(그리고 따라서 예를 들어 컴프레서(21)에 더하여 들어올림을 위한 압력원으로서 압력 어큐뮬레이터를 사용하기 위하여) 압축 공기는 압축 공기 공급부로부터 제공된다.
도 5c에 따라, 먼저 방향 밸브(93.S) 형태의 어큐뮬레이터 밸브는 시간 t1에서 열리며, 그리고 방향 밸브(93) 형태의 벨로우즈 밸브는 이후 시간 t2에서 열린다. 이후 어큐뮬레이터 밸브는 시간 t3에서 닫히며, 벨로우즈 밸브는 이후 시간 t4에서 닫힌다. 제어 밸브(81)는 시간 t5에서 열리며, 시간 t6에서 닫힌다.
도 5c는 공압 조립체(90)의 채움이 압력 어큐뮬레이터(92)로부터 일어날 수 있는 특별한 경우를 도시한다. 이 목적을 위하여, 압력 어큐뮬레이터(92) 앞의 어큐뮬레이터 분기 라인(92L) 내의 솔레노이드 방향 밸브(93.S)가 먼저 열리며, 그리고 솔레노이드 방향 밸브(93) 형태의 벨로우즈 밸브가 이후 열린다. 이렇게 하여, 채워진 벨로우즈에 의하여 차량 상부 구조는 압력 어큐뮬레이터(92)로부터의 압축 공기로 들어올려질 수 있다. 특성 곡선 AV에 따라 벨로우즈 밸브의 닫힘의 결과로서 공정의 종료 후에는 짧은 퍼지 공정이 이어질 수 있다. 퍼지 공정에서, 특성 곡선 EV에 따라 시간 구간 Ti = t6 - t5에서 제어 밸브(81)는 간단하게 열리며, 그후 다시 닫힌다. 도 5a, 도 5b 및 도 5c에서, 들어올림 공정은 시간 TS와 시간 TE 사이의 시간 주기에 제한되며, 이 시간 주기는 시간 TE에서의 벨로우즈 밸브 및/또는 어큐뮬레이터 밸브의 닫힘시 종료된다. 들어올림 공정은 도 5b 내에서와 동일한 방식으로 제 1 전자기 구간 제어의 시작 시에 도 5a 내의 시간 구간 Ti1을 갖고 그리고 도 5c 내의 시간 TS에서 압력 어큐뮬레이터(92) 앞의 어큐뮬레이터 밸브의 열림시에 시작된다.
도 5d는 실질적으로 동일한 시간 t1 내지 t8과 함께 특성 곡선 K, AV, EV 그리고 VV의 특성 곡선 프로파일을 도시한다. 시간 TS = t4 그리고 시간 TE = t5 사이의 컴프레서 블로어에 의한 들어올림을 위하여, 먼저 갤러리(95)가 채워진다. 이 목적을 위하여, 시간 t2에서 방향 밸브(93.S)에 의한 퍼지 밸브(71)의 신뢰할 수 있는 열림을 위하여 압축 공기는, 본 경우에서 압력 어큐뮬레이터(92)와 같은 리저버로부터 얻어진다. 여기서, 방향 밸브는 어큐뮬레이터 밸브 형태이며, 제어 밸브(81)의 열림 전에 시간 t0에서 이미 열려 있으며 또한 제어 밸브(81)가 열릴 때 시간 t1에서 닫힌다.
0 공기 공급 연결부
1 압축 공기 공급부
2 압축 공기 연결부
3 퍼지 연결부
10 압축 공기 공급 조립체
20 공기 공급 라인
21 컴프레서 유니트
21.1 컴프레서 블로어
21.2 전기 모터
22 공기 공급부
23 필터
24.1, 24.2 체크 밸브
40 데이터버스
41, 47 파워 라인
42 릴레이
43, 46 전기 제어 라인
44, 45, 48 센서 라인
50 퍼지 연결부
60 공압 메인 라인
61 에어 드라이어
62 쵸크
63 공압 메인 라인의 분기 연결부
70 퍼지 라인
71 퍼지 밸브
72 퍼지 밸브 스프링
74 릴레이 압력 제한기
80 솔레노이드 밸브 조립체
81 제어 밸브
82 제어 밸브 스프링
90 공압 조립체
91 벨로우즈
91L 벨로우즈 분기 라인
92 압력 어큐뮬레이터
92L 어큐뮬레이터 분기 라인
93, 93.S 방향 밸브
94 압력 센서
95 갤러리
96 다른 공압 라인
97 차고 센서
98 밸브 블록
99 벨로우즈 압력 센서
100 공압 시스템
110 공압 제어 라인
110.1, 110.2 공압 제어 라인의 제 1 부분, 제 2 부분
111 체크 밸브
120 압력 유지 공압 밸브
200 차량 상부 구조
210 앞 차축
220 뒤 차축
1000 차량
X1, Y1 제 1 및 제 2 퍼지 밸브 연결부
X2, Y2 제 1 및 제 2 제어 밸브 연결부
AV, EV, VV, K, RV 특성 곡선
TS, TE 시간
Ti1, Ti2 시간 구간

Claims (17)

  1. 공압 조립체를 작동시키기 위한 압축 공기 공급 조립체에 있어서,
    - 압축 공기 공급부(1);
    - 공압 조립체(90)에 대한 압축 공기 연결부(2);
    - 외부에 대한 퍼지 연결부(3);
    - 압축 공기 공급부(1)와 압축 공기 연결부(2) 사이에 배치되며 에어 드라이어(61)를 포함하는 공압 메인 라인(60);
    - 압축 공기 연결부(2)와 퍼지 연결부(3) 사이의 퍼지 라인(70); 및
    - 퍼지 밸브(71)를 제어하기 위한, 제어 밸브(81)를 갖는 솔레노이드 밸브 장치(80)를 포함하되,
    제어 밸브(81)는 퍼지 밸브(71)의 압력 제어 연결부(71S)에 연결된 공압 제어 라인(110) 내의 제어 밸브 연결부(X2, Y2)에 연결되며, 퍼지 밸브(71)는 퍼지 라인(70) 내의 퍼지 밸브 연결부(X1, Y1)에 연결되고,
    압력 유지 공압 장치(120)는 공압 제어 라인(110)에 연결되며, 이 압력 유지 공압 장치는 퍼지 라인(70) 내의 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 연결부(X1, Y1)가 열릴 때 퍼지 라인(70)과 공압 메인 라인(60) 중 적어도 하나의 압력과 관계없이 압력 제어 연결부(71S)에서 제어 압력을 유지하기 위하여 조정된 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 퍼지 라인(70) 내의 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 연결부(X1, Y1)가 열려 퍼지 라인(70)과 공압 메인 라인(60) 중 적어도 하나의 압력이 가변적으로 선택될 수 있을 때 압력 유지 공압 장치(120)는 압력 제어 연결부(71S)에서 압력을 유지하도록 조정된 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 잔류 유지 압력은 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 스프링(72)에 의하여 미리 한정된 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 퍼지 라인(70) 내의 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 연결부(X1, Y1)가 열려 퍼지 라인(70)과 공압 메인 라인(60) 중 적어도 하나의 압력이 사실상 주위 압력으로 떨어질 수 있을 때, 압력 유지 공압 장치(120)는 압력 제어 연결부(71S)에서의 압력을 유지하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 압력 유지 공압 장치(120)는 제어 밸브(81)만을 갖고 형성되되, 제어 밸브(81)는 공압 제어 라인(110)에 연결된 제 1 및 제 2 밸브 연결부(X2, Y2)를 포함하고, 제어 밸브(81)는 외부에 대한 밸브 연결부를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 제어 밸브(81)는 전자기적으로 구간-제어 가능하여 구간의 시작에서 압력 제어 연결부(71S)에서의 제어 압력을 강화하기 위하여 제1 및 제 2 제어 밸브 연결부(X2, Y2)는 열려야 하며, 구간을 끝내기 위하여 압력 제어 연결부(71S)에서 제어 압력을 유지하기 위하여 제1 및 제 2 제어 밸브 연결부(X2, Y2)는 닫혀져야 하는 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 공압 제어 라인(110)은 압력 어큐뮬레이터(92)에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 공압 제어 라인(110)은 에어 컴프레서(21), 벨로우즈(91) 및 압력 어큐뮬레이터(92) 중 적어도 하나에 전환 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체.
  9. 제1항에서 청구한 바와 같은 압축 공기 공급 조립체 그리고 공압 조립체를 갖되, 공압 조립체(90)는 갤러리(95) 그리고 갤러리에 공압적으로 연결된 적어도 하나의 벨로우즈 또는 어큐뮬레이터 분기 라인(92L, 91L)을 포함하는 에어 스프링 조립체 형태로 형성되되, 여기서 연결된 벨로우즈 및 어큐뮬레이터 분기 라인(92L, 91L) 중 적어도 하나는 벨로우즈(91) 및 압력 어큐뮬레이터(92) 중 적어도 하나를 포함하며 방향 밸브(93)는 벨로우즈(91) 및 압력 어큐뮬레이터(92) 중 적어도 하나의 앞에 배치된 공압 시스템.
  10. 공압 조립체를 작동시키기 위한 것으로서, 압축 공기 공급부(1); 공압 조립체(90)에 대한 압축 공기 연결부(1); 외부에 대한 퍼지 연결부(3); 압축 공기 공급부(1)와 압축 공기 연결부(2) 사이에 위치하며 에어 드라이어(61)를 포함하는 공압 메인 라인(60); 압축 공기 연결부(2)와 퍼지 연결부(3) 사이의 퍼지 라인(70); 퍼지 밸브(71)를 제어하기 위하여 제어 밸브(81)를 구비한 솔레노이드 밸브 장치(80)를 포함하되, 제어 밸브(81)는 퍼지 밸브(71)의 압력 제어 연결부(71S)에 연결된 공압 제어 라인(110) 내의 제어 밸브 연결부(X2, Y2)에 연결되고, 퍼지 밸브(71)는 퍼지 라인(70)의 퍼지 밸브 연결부(X1, Y1)에 연결된, 청구항 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 따른 압축 공기 공급 조립체 및 청구항 9항에 따른 공압 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    - 공압 제어 라인(110)으로의 압력 유지 공압 장치의 연결 단계;
    - 퍼지 밸브(71)의 압력 제어 연결부(71S)에서의 제어 압력의 강화 단계;
    - 퍼지 라인(70)으로의 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 연결부(X1, Y1)의 개방 단계; 및
    - 퍼지 밸브(71)의 퍼지 밸브 연결부(X1, Y1)가 열릴 때 퍼지 라인(70)과 공압 메인 라인(60) 중 적어도 하나의 압력과 관계없이 퍼지 밸브(71)의 압력 제어 연결부(71S)에서의 제어 압력 유지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체 및 공압 시스템 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서, 압력 유지 공압 장치(120)는 제어 밸브(81)를 갖고 형성되되, 제어 밸브(81)는 공압 제어 라인(110)에 연결된 제 1 및 제 2 제어 밸브 연결부(X2, Y2)를 포함하고, 제어 밸브(81)는 외부에 대한 밸브 연결부를 갖지 않으며,
    제어 밸브(81)의 전자기적 구간 제어 단계를 더 포함하되, 구간의 시작에서 압력 제어 연결부(71S)에서의 제어 압력을 강화시키기 위하여 제 1 및 제 2 제어 밸브 연결부(X2, Y2)는 열리고, 구간을 종료시키기 위하여 제 1 및 제 2 제어 밸브 연결부(X2, Y2)는 닫혀 압력 제어 연결부(71S)에서의 제어 압력을 유지시키는 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체 및 공압 시스템 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서, 제어 밸브(81)의 제 1 전자기 구간 제어는 퍼지 라인(70) 그리고 공압 메인 라인(60)의 퍼지 공정 시작 전에 또는 퍼지 공정 시작시에 수행되며, 제어 밸브(81)의 제 2 전자기 구간 제어는 퍼지 라인(70) 그리고 공압 메인 라인(60)의 퍼지 공정 종료시에 또는 퍼지 공정 종료 후에 수행되는 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체 및 공압 시스템 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서, 제어 밸브(81)의 제 1 전자기 구간 제어는 벨로우즈(91) 및 압력 어큐뮬레이터(92) 중 적어도 하나의 앞에 배치된 방향 밸브(93, 93.S)의 닫힘 전에, 닫힘 동안에 또는 닫힘 후에 수행되는 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체 및 공압 시스템 제어 방법.
  14. 제10항에 있어서, 제어 밸브(81)의 제 2 전자기 구간 제어는 벨로우즈(91) 및 압력 어큐뮬레이터(92) 중 적어도 하나의 앞에 배치된 방향 밸브(93, 93.S)의 닫힘 동안에 또는 닫힘 후에 수행되는 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체 및 공압 시스템 제어 방법.
  15. 제10항에 있어서, 제어 밸브(81)의 제 2 전자기 구간 제어는 벨로우즈(91) 및 압력 어큐뮬레이터(92) 중 적어도 하나의 압력 크기에 의존하는 시간에 수행되는 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체 및 공압 시스템 제어 방법.
  16. 제1항에 있어서, 공압 조립체는 차량의 에어 스프링 조립체인 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체.
  17. 제10항에 있어서, 공압 조립체는 차량의 에어 스프링 조립체인 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 조립체 및 공압 시스템 제어 방법.
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